Azot pomaga zachować różnorodność życia roślin, równowagę między wypasanymi zwierzętami i drapieżnikami oraz procesami kontrolującymi produkcję i obieg węgla i różnych minerałów glebowych. Występuje w kontrolowanych stężeniach w wielu ekosystemach, zarówno na lądzie, jak i na morzu. Spalanie paliw kopalnych z różnych procesów przemysłowych dodaje do atmosfery związki azotu i podtlenku azotu, co zaburza równowagę naturalnego azotu, zanieczyszcza ekosystemy i zmienia ekologię całych regionów.
Zwiększone stężenia podtlenku azotu na całym świecie przyczyniają się do efektu cieplarnianego, który stale ociepla Ziemię. Uwalnianie tlenków azotu do powietrza w dużych ilościach powoduje smog i kwaśne deszcze, które zanieczyszczają atmosferę, glebę i wodę oraz wpływają na rośliny i zwierzęta. Wzrost azotu i podtlenku azotu jest spowodowany przez samochody, elektrownie i wiele różnych gałęzi przemysłu.
Gdy tlenki azotu podchodzą do gleby, traci składniki odżywcze, takie jak wapń i potas, które są niezbędne do utrzymania równowagi w ekosystemach roślinnych. Wraz z utratą tych związków zmniejsza się żyzność gleby. Ponadto gleby stają się znacznie bardziej kwaśne, podobnie jak systemy strumieniowe i jeziora, gdy azot wpływa do sieci wodociągowej. Azot jest transportowany w dużych ilościach z rzek do ujść rzek i obszarów przybrzeżnych, gdzie jest uważany za substancję zanieczyszczającą.
To zaburzenie równowagi cyklu azotowego wpływa na różnorodność biologiczną. Rośliny, które przystosowały się przez miliony lat do gleby o niskiej zawartości azotu, walczą o przetrwanie. To z kolei wpływa na drobnoustroje i życie zwierząt, które zależą od pokarmu dla roślin. Ostatecznie dotyczy to ludzi. Uważa się, że spadek produkcji rybołówstwa jest częściowo spowodowany nadmiernym azotem w ekosystemach przybrzeżnych.
Wzrost stężenia azotu był trudny do prześledzenia, ale naukowcy z Brown University w Rhode Island mierzą obecność różnych izotopów azotu, aby znaleźć źródło azotu w różnych obszarach. Naukowcy odkryli, że stosunek azotu-14 do azotu-15, oparty na rdzeniach lodowych pobranych na Grenlandii, zmienił się od czasu rewolucji przemysłowej. Z rekordową liczbą azotanów sięgającą 1718 r., Największa zmiana tego wskaźnika nastąpiła między 1950 a 1980 r., Po gwałtownym wzroście emisji paliw kopalnych.